印制线路板的CAF失效研究（二）
4．3 不同外加偏压下的平均失效时间数据
对设计孔壁间距为0．2－0．35mm之间的材料A制作的试验板分别在500V、300V、100V、10V、3．3V下测得其平均失效时间，如图5所示：
图5 不同外加偏压下的平均CAF失效时间
5 CAF的产生过程及平均失效时间的分析
如图5所示，有以下趋势：
1）当外加偏压一定时，随着孔壁间距的上升，其平均CAF失效时间也大幅提高；
2）当孔壁间距一定，外加偏压较大（100V以上）时，所有孔壁间距在500V、300V、100V三种外加偏压下的平均CAF失效时间差异较小，基本保持同一水平；当外加偏压较小（10V以下）时，所有孔壁间距在10V、3．3V两种外加偏压下的平均CAF失效时间差异较大。
产生2）中的趋势可能为以下原因：CAF的产生过程由水解和电化学迁移组成，我们假设在分析平均CAF失效时间时，可以将其拆分为水解时间和电化学迁移时间分别进行分析和试验验证。由于水解和电化学迁移速度受外加偏压的影响程度不同，那么在不同的外加偏压下，如果水解时间和电化学迁移时间在平均CAF失效时间中的比重发生了偏移，就有可能产生两段不同的趋势。这样的假设是否成立，必须要考察的是水解时间和电化学迁移时间的独立性，水解时间和电化学迁移时间是否互相没有影响。
5．1 水解和电化学迁移的独立性研究
（1）无外加偏压下的水解情况
图6为材料A制作的试验板中孔壁间距为0．2mm的模块在双85条件（温度85℃、湿度85％RH）无外加偏压下放置96h后的孔壁情况切片图：
图6 未加电样品的切片截面图
如图6所示，在无外加偏压的情况下，在两孔间也产生了明显的树脂与玻纤分离的现象，证明了水解这一过程在无外加偏压的情况下也会产生。
（2）外加偏压对水解的影响
外加偏压虽然不是水解过程的必要条件，但要确定是否在一定程度上加快或延缓了水解速度，使得水解时间发生变化。因此设计以下试验验证：将材料A制作的试验板，在双85条件下静置0小时、2小时、4小时、8小时后，分别施加500V外加偏压，得到设计孔壁间距0．2、0．25、0．3mm下的失效时间，如表1：
表1 外加偏压对水解的影响
如果外加偏压对水解速度有明显的加快或延缓，由于各个条件下的静置时间和加电时间是各不相同的，那么4种情况（分别静置0、2、4、8小时再加外加偏压）下的总失效时间应有较大偏差。但从实际数据来看，所有孔壁间距下的4种情况的总失效时间并没有太大波动。因此，可以推断外加偏压对水解时间的影响可以忽略不计，外加偏压对于水解速度没有明显的加快或延缓。
（3）水解时间的确定
1） 外加偏压500V时的电化学迁移时间
在①中，已经证明了水解这一过程在无外加偏压的情况下也会发生。假设在双85条件（温度85℃、湿度85％RH）无外加偏压下放置96h后，孔壁间距0．2mm－0．35mm的模块均已完成了水解过程，形成了铜离子迁移的通道。再对所有模块施加500V的外加偏压，即得到500V下的电化学迁移时间。试验得出，设计孔壁间距0．2mm－0．35mm的模块在外加偏压500V时的电化学迁移时间均在0．5小时以内，相对于总失效时间可以忽略不计。
2）水解时间的确定
对选用材料A制作的试验板进行CAF试验（双85条件，外加偏压500VDC），即可近似得到设计孔壁间距0．2mm－0．35mm下的水解时间，如图7：
图7 材料A在不同孔壁间距下的水解时间
从图7可以看到，随着孔壁间距的增加，其水解时间也在上升，近似成正比关系。
